[發(fā)明專利]一種多頻道中頻變壓器的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710029126.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN106898487B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖育武;余龍海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北文理學(xué)院
• 主分類號(hào): H01F41/02
• 分類號(hào): H01F41/02;H01F41/04
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本發(fā)明公開了一種多頻道中頻變壓器設(shè)計(jì)方法，涉及變壓器領(lǐng)域，多頻道中頻變壓器包括單個(gè)磁芯和m對(duì)繞組，所有繞組均纏繞于同一磁芯上；多頻道中頻變壓器的設(shè)計(jì)方法包括如下步驟：S1：根據(jù)磁芯材料，確定磁芯的磁通密度B；S2：第i對(duì)繞組對(duì)應(yīng)的磁芯截面積為S3：磁芯的總截面積為：S4：取繞組的電壓U_i＝U，繞組的線圈匝數(shù)N_i＝N，得到磁芯的總截面積表達(dá)式；S5：窗口面積Q為：S6：選擇合適的Q，取Q＝K₁A_總，則可計(jì)算出磁芯的總截面積A_總；S7：根據(jù)步驟S4，計(jì)算出線圈匝數(shù)N；S8：線圈匝數(shù)N取整數(shù)值，重復(fù)步驟S4。本發(fā)明的多頻道中頻變壓器為集成式結(jié)構(gòu)，磁芯的截面積通過公式精確計(jì)算，從而優(yōu)化變壓器的體積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變壓器領(lǐng)域，具體涉及一種多頻道中頻變壓器的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

由于單個(gè)功率器件的耐壓水平達(dá)不到配電系統(tǒng)和輸電系統(tǒng)的電壓等級(jí)，使得用于輸、配電系統(tǒng)的電力電子裝置需要使用到多個(gè)變壓器，且所有變壓器串聯(lián)。

在工程實(shí)踐中，需要對(duì)每個(gè)變壓器進(jìn)行隔離，在每個(gè)變壓器上設(shè)置外殼，將其封裝在一個(gè)獨(dú)立的箱體內(nèi)，使得所有變壓器的總體積較大，不僅制造成本較高，能量損耗大，而且施工難度大。

本發(fā)明提出采用一種多頻道中頻變壓器以解決上述問題，并發(fā)明了多頻道中頻變壓器的設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種多頻道中頻變壓器的設(shè)計(jì)方法，磁芯的截面積及繞組匝數(shù)通過公式計(jì)算，使得變壓器總體積較小、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本較低、可實(shí)施性高。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種多頻道中頻變壓器的設(shè)計(jì)方法，所述多頻道中頻變壓器包括單個(gè)磁芯和m對(duì)繞組，所有繞組均纏繞于同一磁芯上，所述多頻道中頻變壓器的設(shè)計(jì)方法包括如下步驟：

S1：根據(jù)磁芯材料，確定磁芯的磁通密度B；

S2：第i對(duì)所述繞組對(duì)應(yīng)的磁芯截面積為

其中，i取值為1～m，U_i為第i對(duì)繞組的電壓值，f_i為第i對(duì)繞組的工作頻率，N_i為第i對(duì)繞組的線圈匝數(shù)，B為磁芯的磁通密度；

S3：磁芯的總截面積為：

S4：取繞組的電壓U_i＝U，繞組的線圈匝數(shù)N_i＝N，則磁芯的總截面積為：

S5：窗口面積Q為：

其中，m為繞組對(duì)數(shù)，I為電流，K_Q為窗口填充系數(shù)，j為導(dǎo)體電流密度；

S6：選擇合適的Q，取Q＝K₁A_總，則有：A_總Q＝K₁A_總²，又有，

則可計(jì)算出磁芯的總截面積其中K₁為常數(shù)，m、B、K_Q、j、f₁～f_m均為已知數(shù)，

S7：根據(jù)步驟S4，計(jì)算出線圈匝數(shù)N；

S8：線圈匝數(shù)N取整數(shù)值，并重復(fù)步驟S4，計(jì)算出磁芯的總截面積的優(yōu)化值。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，第i對(duì)繞組所對(duì)應(yīng)的諧振頻率f_i＝2*(i-1)*f₁，其中2≤i≤m，f₁為第1對(duì)繞組所對(duì)應(yīng)的諧振頻率。